[发明专利]具有语音转换功能的电子人工喉系统及其语音转换方法

权利要求书

1.一种具有语音转换功能的电子人工喉系统，其特征在于包括：

电子人工喉(1)，用于在使用者的口内产生人工喉语音，

麦克风(2)，用于采集所述人工喉并将采集到的人工喉语音转化为模拟电信号，

语音转换及放大系统(3)，用于对所述模拟电信号进行语音转换和放大，形成放大后的转换语音信号，

扬声器(8)，用于在放大后的转换语音信号的驱动下，形成清晰的语音,

其中：

语音转换及放大系统(3)包括：

模数转换模块(4)，用于将麦克风(2)采集到的模拟电信号转换为数字信号，

语音转换模块(5)，用于将所述数字信号进行语音转换，修改基频和发声声道参数，合成转换语音，

数模转换模块(6)，用于将合成后的转换语音转换成模拟输出信号，

放大电路(7)，用于放大所述模拟输出信号，并提供给扬声器(8)，

其中所述语音转换模块(5)所进行的所述语音转换包括采用基于自适应内插平滑语音合成算法的混合高斯模型的语音转换，

所述语音转换包括：

运用训练获得的发声声道参数转换函数和基频转换函数，对采集到的人工喉语音的发声声道参数和基频进行转换；

通过STRAIGHT合成模型，合成转换后的发声声道参数和基频，获得最终的转换语音，

所述训练包括：

基于STRAIGHT分析模型分别提取源和目标语音的个性特征参数，该个性特征参数包括谱参数和基频轨迹；

通过动态时间对齐技术对所述个性特征参数的序列进行时间对齐，得到联合特征矢量；

基于混合高斯模型对联合特征矢量进行建模，得到相应的发声声道参数和基频的转换函数。

2.根据权利要求1的电子人工喉系统，其特征在于所述训练包括：

用麦克风采集电子人工喉系统的使用者发出的电子喉语音和正常人发出的相同语句的语音；

基于STRAIGHT分析模型分别提取使用者发出的电子喉语音和正常人发出的相同语句语音的个性特征参数，包括谱参数和基频轨迹；

去除所有需要训练的语音信号中的清音段；

对使用者发出的电子喉语音和正常人发出的相同语句的语音中的频谱非周期参数进行降维处理；

通过动态时间对齐技术对特征参数序列进行时间对齐，求出联合特征矢量；

基于混合高斯模型对联合特征矢量进行建模，得到相应的发声声道参数和基频的转换函数。

3.根据权利要求1－2之一的电子人工喉系统，其特征在于进一步包括：

外壳(9)，

数据线(10)，

束带(11)，用于将外壳(9)佩戴于使用者的接近口唇的脖颈处，

电池盒(13)，用于放置作为电子人工喉系统的电源的电池，

数字信号处理电路(12)，其包括DSP数字信号处理芯片及外围电路，用于实现所述模数转换模块(4)和语音转换模块(5)。

4.基于权利要求1－2之一所述的电子人工喉系统的电子人工喉语音转换方法，其特征在于包括如下步骤：

A)用麦克风(2)采集电子人工喉使用者发出的电子喉语音，提取其中的基频与发声声道参数；

B)对采集到电子喉语音的基频与发声声道参数进行转换；

C)通过语音合成算法合成转换后的基频和发声声道参数，得到最终的转换语音。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于：

所述步骤B)包括运用训练获得的发声声道参数转换函数和基频转换函数，对采集到的人工喉语音的基频与发声声道参数进行转换，

所述步骤C)包括通过STRAIGHT合成模型，合成转换后的发声声道参数和基频，得到最终的转换语音。